热轧低碳钢表层粗晶原因分析及控制

高温卷取生产的低碳铝镇静钢容易出现表层粗晶缺陷,通过对该缺陷的形貌特征及其形成机理的研究,提出了合理制定终轧温度制度、末道次压下制度,优化层流冷却模式及卷取夹送辊压力等措施,在保证带钢性能的前提下有效控制了粗晶缺陷的产生。     

冷轧低碳钢表面异常晶粒形成原因及演变

采用显微组织观察、电子背散射衍射(EBSD)晶粒取向标定和晶粒内析出相分析方法对冷轧低碳钢鱼鳞状缺陷的冷轧前后的状态进行分析表征。结果表明:热轧带钢表面异常长大的铁素体晶粒是造成冷轧后带钢表面出现鱼鳞状缺陷的直接原因;热轧粗大的铁素体晶粒为{110}001取向的Goss晶粒;热轧粗大的Goss晶粒是在轧辊剪切力作用下形成于带钢次表层,由于Goss晶粒和周围晶粒形成大角度晶界,MnS和AlN易于在Goss晶粒内部富集,而周围细小铁素体内部的MnS和AlN析出较少,容易被高迁移率的Goss晶粒吞并,从而导致在高温卷取条件下形成粗大铁素体晶粒;粗大Goss晶粒经冷轧后沿横向方向旋转形成低位错密度{001}110取向的旋转立方织构;然而低位错密度的旋转立方织构在退火过程中大部分被高位错密度的γ织构吞并,但仍有部分粗大的铁素体晶粒存在。     

热轧低碳铝镇静钢表层粗晶缺陷原因分析及控制措施

针对低碳铝镇静钢热轧带钢生产时易出现表层粗晶缺陷的问题,对缺陷形貌及分布情况进行了分析,结合该钢种的CCT曲线及轧线实际生产工艺参数,研究了其表层粗晶的产生原因。结果表明,带钢边部温降导致其处于两相区轧制是造成表层粗晶的关键因素。因此,通过提高终轧温度,加强轧线冷却均匀性控制,对轧辊辊身温度监控,精轧采用升速轧制等措施,可以改善带钢长度方向的温度均匀性、减少带钢边部温降,避免带钢进入两相区轧制,可有效控制带钢表层粗晶缺陷。     

780 MPa级热镀锌双相钢微观裂纹成因及改进措施

780MPa级热镀锌双相钢表面块状色差缺陷的原因为基板表面大量开口微观裂纹。微裂纹开口导致Fe2Al5抑制层形成异常,宏观表现为块状色差。微裂纹主要分布在带钢中部板面中间等热轧卷散热较慢位置,裂纹处珠光体晶粒较粗大。通过分析此带钢全流程氧化特性,带钢表层在加热炉中形成锚状氧化铁皮,附着在带钢基体上不易去除;在热轧工序中Si、Cr元素向表面富集形成硬质氧化圆点,附着在带钢近基体上。Si、Cr氧化圆点与粗大珠光体在冷轧过程中形成微裂纹。带钢在镀锌工序退火过程中,表面微裂纹在大张力作用下成为开口状态。微裂纹开口增加了基板与锌液接触面积,增加了锌液与铁的反应速度;同时裂纹开口导致带钢表面破碎,Fe2Al5抑制层无法良好结晶,这两点因素导致Fe_2Al_5抑制层无法良好形成。降低板坯加热炉温度,减少"锚状"氧化铁皮的生成。提高粗轧出口温度,形成疏松铁皮,在冷轧酸洗过程中带走Si、Cr氧化圆点。降低热轧卷取温度,使热卷带板中位置形成细小珠光体,提高开裂抗力。降低镀锌工序退火炉张力,减小微裂纹开口几率。通过以上措施,可有效改善780MPa级热镀锌双相钢表面微裂纹,消除色差。     

热轧SPHC钢板冷轧后表面色差缺陷分析及改进

热轧低碳铝镇静钢SPHC在冷轧、热镀锌后表面易出现色差缺陷。对色差样品进行了检测和分析。结果表明,产生色差的根本原因是由于热轧板氧化铁皮较厚以及表面粗糙度较大,导致冷轧时产生微观压应力不均而在宏观上表现出色差缺陷。降低卷取温度和优化除鳞工艺可明显改善表面色差缺陷。     

焊丝用冷轧带钢表面条块状缺陷成因及控制措施

利用OM、EDS、SEM等对焊丝用冷轧带钢生产过程中出现的条块状缺陷进行了表面形貌分析,并用显微硬度计测试硬度,研究了缺陷的形成原因并提出相应整改措施。结果表明,带钢表层的粗晶组织是在热轧工序中形成的,在后续冷轧过程中,粗晶区和细晶区交界部位形成应力集中,以及晶界处硫化物等夹杂富集是导致表面开裂和出现条块状缺陷的主要原因。通过焊丝钢成分调整、热轧温度及卷取工艺的控制,条块状缺陷基本消失。     

欧标低合金结构钢粗晶热影响区组织和韧性的热模拟研究

利用Gleeble-3500热模拟试验机模拟粗晶热影响区的焊接热循环,研究了热输入对欧标低合金结构钢粗晶热影响区晶粒长大、硬度及韧性和组织的影响。结果表明,随着峰值加热温度的提高和高温停留时间的延长,奥氏体晶粒将发生不同程度的长大,粗晶热影响区的最高硬度也逐渐提高;同时随着t_(8/5)的延长,粗晶热影响区的组织将由少量低碳马氏体、针状铁素体以及粒状贝氏体和大量块状铁素体组织,逐渐转化为大量侧板条贝氏体、粒状贝氏体以及粗大长条状M-A组元,甚至出现一定数量的上贝氏体,使得粗晶热影响区的低温冲击韧度急剧下降,由低温韧性断裂转化为低温脆性断裂。     

线材表面对称粗晶形成原因分析

针对超低碳钢高速线材盘条尾部表面对称粗晶进行了研究,分析了粗晶出现的位置、表面组织形态及相应的生产工艺环节。结果表明：线材表面对称粗晶是由于线材尾部在吐丝前夹送辊夹持时产生微变形,其表面奥氏体晶粒并没有发生动态再结晶晶粒细化,而是在随后的缓慢冷却过程中发生了奥氏体的静态再结晶晶粒粗化,尤其在表层以下的近表面的位置,晶粒以迅速长大的方式向表面变形储存能较高的区域推进,将夹送辊夹持带来的变形能释放,从而造成表面局部奥氏体晶粒异常粗大。为此,改变夹送辊的孔型设计,可解决线材表面对称粗晶问题。     

热镀锌板折弯锌层起皱原因分析及解决措施

针对厚度规格2.0 mm以上的LACK系列热镀锌产品,在客户折弯成形过程中易出现锌层起皱问题,通过SEM对缺陷位置的形貌组织进行了观察,发现基板表面晶粒尺寸粗大,造成带钢最表层强度下降,并随着晶粒尺寸的增大,裂纹形成需要的外加切应力及裂纹扩展的最大正应力均减小。采用有限元软件对成形过程中的应力情况进行分析发现,锌层起皱位置为成形过程中等效拉应力最大的位置。最后,提出了优化热轧工艺的措施来有效消除带钢表面粗晶和起皱现象。     

薄规格铝镇静钢板形缺陷的控制研究

对薄规格铝镇静钢高次浪形缺陷问题进行了研究,从目标板形曲线补偿、轧辊磨损以及性能均匀性方面开展了试验工作。存在高次浪形缺陷的带钢,宽度方向的性能存在较大的性能差异。提高退火温度、降低快冷温度以及提高卷取温度,理论上都会改善连退带钢的性能。试验结果表明：提高卷取温度,明显改善了带钢宽度方向上的性能均匀性,同时有效地抑制了薄规格铝镇静钢高次浪形缺陷的产生。     

耐候钢层冷边浪缺陷原因分析与控制

针对某产线SPA-H耐候带钢层冷边浪缺陷问题,分析了其产生机理,即是由于带钢宽度方向冷却不均,中部与边部相变不同步,热应力和相变应力的耦合作用而产生的。结合SPA-H钢的CCT曲线,开展了轧制速度、终轧温度、卷取温度对层冷后带钢板形影响的试验研究。结果表明,轧制速度、终轧温度和卷取温度对带钢层冷后板形均有影响。为此,对工艺参数进行了优化,将轧制速度控制在8 m/s以内,终轧温度由850 ℃降低到840 ℃,卷取温度由540 ℃提高到580 ℃,带钢板形明显改善;提高卷取温度后带钢强度降低,通过增加合金元素Mn、Cr的含量,可以确保带钢性能;同时,结合设备排查措施,使耐候带钢层冷边浪缺陷得到了有效控制。     

LCAK钢表层粗晶缺陷的产生原因及机理研究

本文研究了LCAK钢热轧带钢表层粗晶缺陷的特征,发现粗晶缺陷组织区域长10～25mm不等,深80～180μm不等,晶粒尺寸可达数百微米。通过对缺陷卷的成分、尺寸规格、生产工艺等因素的对比分析研究,结合本类钢种CCT曲线测定、实验室模拟轧制等手段,详细研究了LCAK钢表层粗晶缺陷产生的原因及材料学机理。结果表明,两相区小变形是导致LCAK钢表层粗晶缺陷的主要原因,该小变形由卷取前夹送辊施加。通过降低夹送辊压力并配合层流冷却的改善,成功控制了表层粗晶缺陷的发生率。     

精炼和热轧工艺对热轧带钢SPHC组织性能的影响

采用工业试验方法,研究了精炼工艺和轧钢工艺对SPHC热卷板组织性能的影响。结果表明,与RH精炼相比,LF精炼形成的夹杂物数量明显增加,同时形成的夹杂物更易成为裂纹源,故生产结构用SPHC热卷板时可采用LF工艺或RH工艺,而生产冲压用SPHC热卷板时建议采用RH工艺。终轧温度和卷取温度对SPHC热卷板组织影响较大,钢板横截面组织因终轧温度和卷取温度差异而不同。终轧温度和卷取温度较低时,钢板边部和表面易形成混晶组织,提高终轧温度至890℃,可将混晶组织控制在边部40 mm范围内。在合理终轧和卷取温度前提下,采用两阶段冷却可保证等轴铁素体晶粒的适度长大和固溶C析出,有利于提高钢板的冲压性能。     

基于氧化特性分析的IF钢连退麻点缺陷产生机理

首钢现行工艺下IF钢热卷铁皮厚度达到10 μm以上,边部铁皮略薄,中部铁皮较厚,随着卷取温度的升高,铁皮厚度增加且对应酸洗时间延长;不同卷取温度下的热卷酸洗后均发现小麻坑缺陷。本文利用差热分析手段研究了IF钢的高温氧化机理,发现IF钢抗氧化性低,随温度升高铁皮增厚明显,精轧区间以FeO铁皮结构为主,在1 150 ℃左右发生明显的内氧化,界面形成大颗粒氧化质点。综合分析得出：IF钢带钢连退后麻点缺陷产生的主要机理为热卷的铁皮较厚,热轧过程压入钢板表面所致。为此,提出了控制措施,即降低热轧过程温度,改变层冷模式,加大精轧用水量,提高精轧轧制速度,降低冷轧酸洗速度等,有效减少了麻点缺陷的发生概率。     

喷射成形1.8C-1.6Al超高碳钢快速凝固组织研究

铸造1．8C-1．6Al超高碳钢(UHCS)由于冷速较低，晶粒粗大，珠光体片间距也较大，品界形成了粗大的碳化物网络，同时合金元素产生偏析，品内生成了大块的合金渗碳体，使得它在室温下为脆性，机加工性能极差。喷射成形1．8C—1．6Al超高碳钢则利用喷射成形工艺冷却速度大的特点细化了晶粒，减小了珠光体的片间距，提高了硬度与强度，同时降低了元素偏析程度。同时发现：在铸态1．8C-1．6Al超高碳钢中和在喷射成形1．8C-1．6Al超高碳钢中Al在晶内的分布情况正好相反，由反偏析转变为正偏析。     

宝钢2050热轧带钢组织性能的预测

建立了热轧C-Mn钢奥氏体再结晶、流变应力、晶粒尺寸和相变的预测模型．并利用对宝钢2050热连轧及层冷卷取过程温度场的模拟结果定量分析了不同C、Mn含量对组织演变的影响。结果表明，预测值与实测值符合得较好，该模型可用于热轧带钢生产线的预测和控制。     

宝钢2050热轧带钢组织性能的预测

建立了热轧C-Mn钢奥氏体再结晶、流变应力、晶粒尺寸和相变的预测模型,并利用对宝钢2050热连轧及层冷卷取过程温度场的模拟结果定量分析了不同C、Mn含量对组织演变的影响。结果表明,预测值与实测值符合得较好,该模型可用于热轧带钢生产线的预测和控制。     

深冲用SPHC钢开裂原因分析及改进措施

针对某厂生产的SPHC热轧酸洗卷在制作压缩机壳体过程中出现了制耳甚至开裂的现象，对其产生原因进行了研究。结果表明，SPHC低碳钢的Ar3温度较高，而终轧温度偏低，导致其在两相区轧制且带钢长度和宽度方向温度不均，使SPHC带钢产生混晶或粗晶组织，这是产生深冲开裂和制耳的主要原因。为此，提出了工艺改进措施，如提高加热温度、减少除鳞水；增加中间坯厚度、提高穿带和轧制速度、加盖保温罩、采用热卷取箱等，以保证薄规格SPHC带钢的终轧温度不小于910 ℃且改善带钢温度均匀性。生产实践表明，采用改进措施后，显著提高了薄规格SPHC带钢深冲性能，开裂率由30%降低至3‰。     

深冲用SPHC钢开裂原因分析及改进措施

针对某厂生产的SPHC热轧酸洗卷在制作压缩机壳体过程中出现了制耳甚至开裂的现象,对其产生原因进行了研究。结果表明,SPHC低碳钢的Ar3温度较高,而终轧温度偏低,导致其在两相区轧制且带钢长度和宽度方向温度不均,使SPHC带钢产生混晶或粗晶组织,这是产生深冲开裂和制耳的主要原因。为此,提出了工艺改进措施,如提高加热温度、减少除鳞水;增加中间坯厚度、提高穿带和轧制速度、加盖保温罩、采用热卷取箱等,以保证薄规格SPHC带钢的终轧温度不小于910 ℃且改善带钢温度均匀性。生产实践表明,采用改进措施后,显著提高了薄规格SPHC带钢深冲性能,开裂率由30%降低至3‰。